圣母大学无线九博体育研究所
打造更好的手机
在Bert Hochwald的电子工程实验室里，一个黄色的半头人体模型坐在桌子上，耳朵上绑着一个解剖过的手机橡皮带。在旁边的电脑屏幕上，彩色灯光显示出手机投射到半头的电磁辐射，这是为了模仿真人的血肉而特别制作的。
Hochwald是圣母大学无线九博体育研究所的弗雷曼主席教授，他和他的团队正在领导一项为期三年，耗资120万美元的九博体育研究，九博体育研究如何在提高手机性能的同时减少手机暴露在我们身体上的潜在有害辐射。
显示手机辐射的电磁“热图”。
电气工程师：Patrick Fay教授（左）和Bert Hochwald教授（中），九博体育研究生Arash Ebadi Shahrivar。
辐射范围
每次我们使用手机时，我们的身体都会吸收一些电磁辐射。每部手机都必须符合联邦通信九博体育(亚洲版)在线官网对辐射的特定吸收率（SAR）的限制，这被认为是对身体安全的。
Hochwald说：“每个人都抱怨他们的手机没有按照他们想要的方式运行。”“手机的电池、尺寸、功能和处理能力每天都在提高，但我们仍然需要应对SAR限制。因此，我们必须在手机技术如何在这些限制下发挥作用方面发挥创造性。”
手机的性能问题——由旋转的圆圈和缓慢的下载或转换时间表明——通常是由上行链路引起的，或者是由手机可以向基站传输多少信息引起的。基站可以建在高山上，以巨大的能量传输，而不会造成严重的健康问题。但手机不是拿在手里就是放在头上，这意味着发送到基站的请求会受到SAR限制。
Hochwald说：“在提高性能和限制SAR之间存在着持续的紧张关系。“我们想要听得更好、上传得更快、功率更大，但这些动作会产生更多的SAR，所以我们必须控制这种紧张关系。”
更安全的解决方案
他的项目是由美国国家科学基金会资助的，该项目正在测试用设备内不同点的多个发射器取代目前手机中使用的单个发射器的想法。
他说，手机设计通常使用一个发射器，这会在天线和放大器所在的地方产生一个辐射“热点”。通过使用多个发射机，该项目旨在分散辐射并降低SAR。必须正确使用多个发射机，以提高无线通信设备的性能，同时降低SAR。Hochwald说，这种新硬件结构的早期结果显示出很大的希望。
除了半头测试，第二种测试方法是在巴黎圣母院的消声室里安装一个全头人体模型，它可以封闭外部信号，完全吸收电磁波的反射。该室用于测试新制造的多发射机电话的远程性能。
一个全头人体模型在巴黎圣母院的消声室测试无线性能。
拥挤的空间
Hochwald已经拥有超过36项电气工程专利，并且已经申请了多个与多发射机方法相关的专利。他是汤森路透2014年全球最具影响力科学家名单中的三位圣母大学教授之一，该名单包括全球3200名科学家，他们发表的文章被其他九博体育研究人员引用最多。他在这个项目中的电气工程同事是圣母大学的Patrick Fay，普渡大学的David Love和伊利诺伊大学的Jianming Jin。
圣母大学无线九博体育研究所（Notre Dame Wireless Institute）关注的是人群。这一重点包括拥挤的场所，例如无线系统不堪重负的体育场馆；拥挤的频谱，这是无线电信号传播的设定频率，必须由蜂窝，WiFi，广播和政府使用有效共享；以及拥挤的设备，这正是Hochwald的团队正在九博体育研究的。
展望未来
“无线技术的趋势是移动数据呈爆炸式增长，”无线九博体育研究所主任j·尼古拉斯·拉曼（J. Nicholas Laneman）说。“这些设备越来越小，你想从它们那里得到更多。伯特的工作是试图把更多的电子设备塞进一部手机。”
虽然目前这一代手机符合SAR限制，但Hochwald说，功能更多功能的新手机正在不断向边缘发展。一些制造商已经不得不人为降低手机性能以满足SAR要求。下一代手机，包括最终更高频率的5G手机，绝对必须找到创造性的方法来限制人类接触电磁辐射，以充分发挥其潜力。
他说：“希望我们能够了解如何将多个高性能发射器结合起来，并帮助减少人体暴露在电磁辐射下。”“如果我们能同时做到这两点，那就是双赢。”